KR101512543B1 - Baseband processor with peak suppression function, transmitter with the same and method of transmitting signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피크 억제 기능을 갖는 베이스 밴드 처리기, 송신 장치 및 송신 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 밴드 처리기는 디지털 신호를 생성하는 신호 생성부; 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성부로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부; 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부; 및 상기 피크 억제 처리부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부를 포함하고, 상기 피크 억제 처리부는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제할 수 있다.The present invention relates to a baseband processor having a peak suppression function, a transmission apparatus, and a transmission method. A baseband processor according to an embodiment of the present invention includes: a signal generator for generating a digital signal; A variable up / down sampling unit for varying a sampling rate in real time according to a size of a signal bandwidth varying in real time and sampling a digital signal from the signal generating unit according to the sampling rate; A peak detector for detecting the peak power of the sample signal from the variable up / down sampling unit for each section in which the peak exists, and for suppressing the peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the section peak power, Suppression processing unit; And a signal conversion unit for converting a digital signal from the peak suppression processing unit into an analog signal, wherein the peak suppression processing unit can suppress the corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor .
Description
본 발명은, OFDM 기반의 통신 시스템에 적용될 수 있고, 가변 샘플링 비율(Variable sampling rate) 및 윈도우 클리핑(Window clipping)을 이용하여 송신 신호의 피크 파워(Peak Power Suppression)를 억제할 수 있는 베이스 밴드 처리기, 송신 시스템 및 송신 신호 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a baseband processor which can be applied to an OFDM-based communication system and can suppress a peak power suppression of a transmission signal by using a variable sampling rate and window clipping , A transmission system, and a transmission signal processing method.
일반적으로, LTE(Long Term Evolution)나 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 같은 OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing) 기반의 통신 시스템에 적용되는 통신 변조(Modulation)의 가장 큰 단점중의 하나는 높은 피크 전력 대 평균 전력 비율(Peak to Average Power Ratio; PAPR 또는 PAR)이다. 그 이유는 선형 전력 증폭기의 효율은 높은 PAPR(또는 피크)에 의해 저하되기 때문이다. 그러므로, 지난 십여 년 동안 수많은 PAPR 억제(PAPR Suppression, 또는 피크 억제) 방법이 연구 및 개발되어져 왔다.Generally, one of the biggest disadvantages of communication modulation applied to orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) based communication systems such as LTE (Long Term Evolution) and WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Peak to Average Power Ratio (PAPR or PAR). This is because the efficiency of the linear power amplifier is degraded by the high PAPR (or peak). Thus, over the past decade, numerous PAPR suppression (PAPR suppression, or peak suppression) methods have been researched and developed.
기존의 PARP 억제 방법 중에서 가장 효율적이고 쉽게 구현할 수 있는 방법은 윈도우 클리핑(Windowed Clipping)을 이용하는 방법이다. 이러한 PAPR 억제 기술은 어떠한 프로토콜이나 표준 신호 생성과정도 변경하지 않고 OFDM 기반의 통신 시스템에 적용될 수 있다.
Among the existing PARP suppression methods, the most efficient and easy to implement method is a method using windowed clipping. This PAPR suppression technique can be applied to an OFDM-based communication system without changing any protocol or standard signal generation process.
그런데, 최근 OFDMA나 SC-FDMA(Single-Carrier-Frequency-Division Multiple Access) 같은 최신 OFDM 기반의 통신 시스템에서는, 신호의 대역폭(Bandwidth)이 사용 환경에 따라 실시간으로 변할 수 있다. 이에 따라 전형적인 피크(Peak) 파워를 갖는 신호의 두께가 심하게 변할 수 있다. 그런데, 기존과 같이 윈도우 크기가 고정되어 있으면 PAPR을 효율적으로 억제할 수 없다는 문제점이 있다.In recent OFDM-based communication systems such as OFDMA and Single-Carrier-Frequency-Division Multiple Access (SC-FDMA), the bandwidth of a signal may change in real time depending on the usage environment. Thus, the thickness of a signal having a typical peak power can be significantly changed. However, if the window size is fixed as in the conventional method, PAPR can not be effectively suppressed.
또한, 통신 신호의 대역폭이 넓을 때에는 OFDM 기반의 통신 시스템에서, 신호의 원래 샘플링 비율(Sampling Rate)은 피크를 갖는 신호의 정보를 측정하기에 충분히 높지 않을 수 있으며, 이러한 경우에는 윈도우 클리핑(Windowed Clipping) 방법의 효율은 더 심각하게 떨어질 수 있는 문제점도 있다.Further, when the bandwidth of the communication signal is wide, in an OFDM-based communication system, the original sampling rate of the signal may not be high enough to measure information of a signal having a peak. In this case, the windowed clipping ) There is also a problem that the efficiency of the method may fall more seriously.
이와 달리, 통신 신호의 대역폭이 좁을 때에는 원래 샘플링 비율은 필요 이상으로 높으며, 이러한 경우에는 샘플링 비율을 낮춤으로 윈도우 클리핑의 복잡성을 성능저하 없이 줄일 수 있다. On the other hand, when the bandwidth of the communication signal is narrow, the original sampling rate is higher than necessary, and in this case the windowing clipping complexity can be reduced without lowering the performance by lowering the sampling rate.
그러므로, 실시간으로 통신 신호의 대역폭이 심하게 변할 때에는 윈도우 크기 문제, 정확하지 않은 피크를 갖는 신호의 정보 검출 문제, 그리고 복잡성 문제가 있게 된다.
Therefore, when the bandwidth of the communication signal changes greatly in real time, there arises a problem of window size, information detection problem of an incorrect peak, and complexity.
하기 특허문헌 1은, "Low splatter peak-to-average signal reduction”에 관한 것으로, 기존 기술에서의 문제였던 스펙트럼 왜곡을 줄여 PAPR을 효과적으로 억제시킬 수 있다고 기재되어 있다. 그러나, 피크 신호의 두께가 얇을 경우에는 샘플링 비율(Sampling Rate)이 충분히 크지 않으면 피크신호를 정확히 측정할 수 없어 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.The following
하기 특허문헌 2는, "Low-splatter peak-to-average signal reduction with interpolation”에 관한 것으로, 샘플링 비율(Sampling Rate)이 충분히 크지 않을 때 피크를 갖는 신호를 보간(Interpolation)한 이후 원래 윈도우 클리핑을 적용하는 기술적 사항을 개시하고 있다. 그런데, 이 방법은 샘플링이 충분히 수행되지 못하는 문제를 해결할 수 있지만, 신호 처리의 복잡성 때문에 구현하기가 더욱 복잡하다는 문제점이 있다. 또한 실시간으로 대역폭이 변하는 OFDMA 기반의 통신 시스템에서, 윈도우 크기 문제나 샘플링이 너무 많이 되는 단점을 실시간으로 해결할 수는 없다는 문제점이 있다.The following
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 가변 샘플링 비율(Variable sampling rate) 및 윈도우 클리핑(Window clipping)을 이용하여 송신 신호의 피크 파워(Peak Power Suppression)를 억제할 수 있는 베이스 밴드 처리기, 송신 시스템 및 송신 신호 처리 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to suppress peak power suppression of a transmission signal by using a variable sampling rate and window clipping A baseband processor, a transmission system, and a transmission signal processing method.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면으로써, 디지털 신호를 생성하는 신호 생성부; 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성부로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부; 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부; 및 상기 피크 억제 처리부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부를 포함하고, 상기 피크 억제 처리부는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 베이스 밴드 처리기를 제안한다.
According to a first technical aspect of the present invention, there is provided a signal processing apparatus comprising: a signal generating unit for generating a digital signal; A variable up / down sampling unit for varying a sampling rate in real time according to a size of a signal bandwidth varying in real time and sampling a digital signal from the signal generating unit according to the sampling rate; A peak detector for detecting the peak power of the sample signal from the variable up / down sampling unit for each section in which the peak exists, and for suppressing the peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the section peak power, Suppression processing unit; And a signal conversion unit for converting a digital signal from the peak suppression processing unit into an analog signal, wherein the peak suppression processing unit includes: a base band suppressing a corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor; Processor.
또한, 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 기술적인 측면으로써, 디지털 신호를 생성하는 신호 생성부; 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성부로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부; 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부; 상기 피크 억제 처리부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부; 및 상기 신호 변환부로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하는 RF 처리기를 포함하고, 상기 피크 억제 처리부는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 송신 장치를 제안한다.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a digital signal processing apparatus comprising: a signal generator for generating a digital signal; A variable up / down sampling unit for varying a sampling rate in real time according to a size of a signal bandwidth varying in real time and sampling a digital signal from the signal generating unit according to the sampling rate; A peak detector for detecting the peak power of the sample signal from the variable up / down sampling unit for each section in which the peak exists, and for suppressing the peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the section peak power, Suppression processing unit; A signal conversion unit for converting a digital signal from the peak suppression processing unit into an analog signal; And a RF processor for converting an analog signal from the signal converter into an RF signal, wherein the peak suppression processor comprises: a transmitter for suppressing a corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor; Lt; / RTI >
본 발명의 제1 및 제2 기술적인 측면에서, 상기 가변 업/다운 샘플링부는, 실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율을 실시간으로 가변하도록 이루어질 수 있다.In the first and second technical aspects of the present invention, the variable up / down sampling unit compares a signal bandwidth varying in real time with a preset reference band width, and adjusts a sampling rate set in advance according to the comparison result in real time .
이때, 상기 가변 업/다운 샘플링부는, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 낮추고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 높이도록 이루어질 수 있다.
If the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the variable up / down-sampling unit lowers the sampling rate according to the signal bandwidth, and if the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, The sampling rate may be increased according to the size of the sample.
상기 피크 억제 처리부는, 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 신호 파워 계산부; 상기 신호 파워 계산부에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워를 검출하는 국부 피크 검출부; 상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 구간별 피크 파워에 따라 억제 팩터를 결정하는 억제 팩터 결정부; 상기 억제 팩터 결정부로부터의 억제 팩터에 따라 클리핑 윈도우를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우를 적용하여 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 윈도우 클리핑부를 포함할 수 있다.
Wherein the peak suppression processing section comprises: a signal power calculation section for calculating a power of each of the sample signals from the variable up / down sampling section; A local peak detector for detecting a peak power for each of the peaks among the powers calculated by the signal power calculator; A suppression factor determiner for determining an inhibition factor according to the peak power per section detected by the local peak detector; And a window clipping unit for generating a clipping window according to the suppression factor from the suppression factor determination unit and suppressing the peak power of the corresponding sample signal from the variable up / down sampling unit by applying the clipping window.
상기 억제 팩터 결정부는, 상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 피크 파워가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터를 결정하도록 이루어질 수 있다.
The suppression factor determiner may compare the peak power with the reference power if the peak power detected by the local peak detector is greater than a predetermined reference power, and determine the suppression factor according to the comparison result.
상기 윈도우 클리핑부는, 상기 클리핑 윈도우의 크기를, 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절하도록 이루어질 수 있다.
The window clipping section may be adapted to adjust the size of the clipping window according to the thickness of the corresponding sample signal having the peak so as to minimize distortion in the spectrum and minimize degradation in bit error rate.
게다가, 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 기술적인 측면으로써, 디지털 신호를 생성하는 단계; 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성 단계로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 단계; 상기 샘플링 단계로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 단계; 및 상기 피크 파워 억제 단계로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 송신 방법을 제안한다.
In addition, as a third technical aspect of the present invention for solving the problems of the present invention, there is provided a digital signal processing method comprising the steps of: generating a digital signal; Sampling the digital signal from the signal generation step according to the sampling rate, varying the sampling rate in real time according to the size of the signal bandwidth varying in real time; Detecting a peak power of a sample signal from the sampling step in each section in which a peak exists and suppressing a corresponding peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the peak power per section; And converting the digital signal from the peak power suppression step to an analog signal, wherein the corresponding peak power of the sample signal is suppressed through a clipping window generated according to the suppression factor.
본 발명의 제3 기술적인 측면에서, 상기 샘플링 단계는, 실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율을 실시간으로 가변하도록 이루어질 수 있다.In the third technical aspect of the present invention, the sampling step may be performed by comparing a signal bandwidth varying in real time with a preset reference bandwidth, and varying a preset sampling rate in real time according to the comparison result.
상기 샘플링 단계는, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 낮추고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 높이도록 이루어질 수 있다.Wherein the sampling step comprises: if the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the sampling rate is lowered according to the signal bandwidth, and if the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, The sampling rate may be increased.
상기 피크 파워 억제 단계는, 상기 샘플링 단계로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 단계; 상기 피크 파워 계산 단계에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워를 검출하는 단계; 상기 피크 파워 검출 단계에서 검출된 상기 구간별 피크 파워에 따라 억제 팩터를 결정하는 단계; 상기 억제 팩터 결정 단계로부터의 억제 팩터에 따라 클리핑 윈도우를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우를 적용하여 상기 샘플링 단계로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the peak power suppression step comprises: calculating power of each of the sample signals from the sampling step; Detecting peak power for each of the peaks among the powers calculated in the peak power calculation step; Determining a suppression factor according to the peak power detected in the peak power detection step; Generating a clipping window in accordance with the suppression factor from the suppression factor determining step and suppressing the peak power of the corresponding sample signal from the sampling step by applying the clipping window.
상기 억제 팩터 결정 단계는, 상기 피크 파워 검출 단계에서 검출된 상기 피크 파워가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터를 결정하도록 이루어질 수 있다.The suppression factor determining step may be configured to compare the peak power with the reference power if the peak power detected in the peak power detection step is greater than a predetermined reference power, and to determine the suppression factor according to the comparison result.
상기 클리핑 윈도우 적용 단계는, 상기 클리핑 윈도우의 크기를, 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절하도록 이루어질 수 있다.The clipping window application step may be adapted to adjust the size of the clipping window according to the thickness of the corresponding sample signal having the peak so as to minimize distortion in the spectrum and to minimize degradation in bit error rate .
또한, 본 발명의 송신 방법은, 상기 신호 변환 단계로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.Further, the transmitting method of the present invention may include a step of converting an analog signal from the signal converting step into an RF signal.
본 발명에 의하면, 가변 샘플링 비율(Variable sampling rate) 및 윈도우 클리핑(Window clipping)을 이용하여 송신 신호의 피크 파워를 억제할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the peak power of a transmission signal can be suppressed by using a variable sampling rate and window clipping.
즉, 본 발명은, 신호 대역폭이 실시간으로 변할 때, 전술한 클리핑 윈도우(Window)의 크기 문제, 정확하지 않은 피크 신호의 정보 문제, 그리고 복잡성 문제를 해결할 수 있고, 윈도우 클리핑(Windowed Clipping)을 적용하기 이전에, 현재 사용하는 신호 대역폭에 의거하여 샘플링 비율을 가변함으로써, 윈도우 크기는 샘플링 비율이 변해감에 따라 피크를 갖는 샘플 신호의 두께에 맞게 자동적으로 변경할 수 있다. 다른 한편으로는 다운 샘플링에 의해 알고리즘 계산의 복잡성을 줄일 수 있다.That is, the present invention can solve the above-mentioned problem of the size of the clipping window, the problem of information of the inaccurate peak signal, and the complexity when the signal bandwidth is changed in real time, and the windowed clipping By varying the sampling rate based on the signal bandwidth currently used, the window size can be automatically changed to match the thickness of the sample signal having the peak as the sampling rate is changed. On the other hand, downsampling can reduce the complexity of algorithm computation.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 피크 억제 처리부의 블록도.
도 3은 본 발명의 제2 일 실시 예에 따른 송신 방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플링 비율의 제1 가변 순서 예시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플링 비율의 제2 가변 순서 예시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 피크 파워 억제의 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 클리핑의 설명 그래프.
도 8은 서로 다른 대역폭의 신호에 대한 고정 샘플링 비율의 설명 그래프
도 9는 대역폭이 클때의 PAPR, 샘플링 비율 증가의 효과를 보이는 그래프
도 10은 대역폭이 작을 때 큰 샘플링 비율의 피크 억제 효과 설명도.1 is a block diagram of a transmitting apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of a peak suppression processing unit according to the first embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a transmission method according to a second embodiment of the present invention;
4 is a diagram of a first variable sequence of sampling rates according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a second, variable ordering example of a sampling rate according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of peak power suppression in accordance with an embodiment of the present invention.
7 is a descriptive graph of window clipping according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph illustrating a fixed sampling rate for signals of different bandwidths
9 is a graph showing the effect of increasing the PAPR and the sampling rate when the bandwidth is large
10 is an explanatory diagram of a peak suppression effect of a large sampling rate when the bandwidth is small;
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용되는 것이므로, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
Since the embodiments of the present invention are used to help understand the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments described. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a transmitting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신 장치는, 서브 캐리어를 이용하는 OFDM 기반의 통신 시스템에 적용될 수 있으며, 베이스 밴드 처리기 및 RF 처리기(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a transmitting apparatus according to a first embodiment of the present invention may be applied to an OFDM-based communication system using subcarriers, and may include a baseband processor and an
본 발명의 일 실시 에에 따른 상기 베이스 밴드 처리기는, 디지털 신호를 생성하는 신호 생성부(100)와, 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율(Sampling Rate: SR)을 가변하고, 상기 샘플링 비율(SR)에 따라 상기 신호 생성부(100)로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부(200)와, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 샘플 신호의 피크 파워(PPL)를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 피크 파워(PPL)에 따라 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부(300)와, 상기 피크 억제 처리부(300)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부(400)를 포함할 수 있다.The baseband processor according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 상기 RF 처리기(500)는, 상기 신호 변환부(400)로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하도록 이루어질 수 있다.
In addition, the
이 경우, 도 1을 참조하면, 상기 신호 생성부(100)는, 송신할 데이타를 포함하는 디지털 신호를 생성할 수 있다. 이때, 상기 신호 생성부(100)는 신호 대역폭(Bandwidth)에 관한 정보를 실시간으로 공급할 수 있다.
In this case, referring to FIG. 1, the
상기 가변 업/다운 샘플링부(200)는, 실시간으로 변하는 신호 대역폭(Bandwidth)에 따라 실시간으로 샘플링 비율(Sampling Rate: SR)을 가변하고, 상기 샘플링 비율(SR)에 따라 상기 신호 생성부(100)로부터의 디지털 신호를 샘플링할 수 있다.The variable up / down-
즉, 도 1에 도시된 가변 업/다운 샘플링부(200)는, 정확한 피크 정보(Peak Information)를 갖고 최소의 복잡성을 위해, 너무 높은 샘플링 비율을 갖지 않기 위하여, 입력되는 디지털 신호(I 신호 및 Q 신호 포함)를 상기 신호 생성부(100)로부터의 신호 대역폭의 크기에 기초해서 샘플링할 수 있다. 여기서, 상기 피크 정보는 피크 파워 및 피크 위치를 포함할 수 있다.
That is, the variable up / down-
이때, 상기 샘플링 비율에 대해서, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)는, 상기 신호 생성부(100)로부터의 디지털 신호를, 실시간으로 변하는 신호 대역폭(BW)과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율(SR)을 실시간으로 가변할 수 있다.The variable up / down-
구체적으로는, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)는, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율(SR)을 낮출 수 있고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율(SR)을 높일 수 있다.
Specifically, when the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the variable up / down-
일 예로, 본 발명의 송신 장치가 LTE 업 링크(Up Link)라고 하면, 이때 72개부터 1320개의 서브 캐리어(Subcarrier)들을 사용할 수 있다. 여기서 72개의 서브 캐리어는 6개의 리소스 블록(Resource Block)이고, 이는 1.08MHz의 대역폭에 해당될 수 있다. 그리고 1320개의 서브캐리어는 110개의 리소스 블록이고 19.8MHz의 대역폭에 해당될 수 있다. 그런데, 72개의 서브캐리어를 가진 신호는 1320개의 서브캐리어를 가진 신호가 필요한 것과는 달리 심볼당 2040개의 샘플이 필요하지 않다.For example, when the transmission apparatus of the present invention is an LTE uplink, 72 to 1320 subcarriers may be used. Here, 72 subcarriers are 6 resource blocks, which can correspond to a bandwidth of 1.08 MHz. And 1320 subcarriers are 110 resource blocks and can correspond to a bandwidth of 19.8 MHz. However, a signal having 72 subcarriers does not need 2040 samples per symbol, unlike a signal having 1320 subcarriers.
다른 한편으로는 1320개의 서브 캐리어를 가진 신호는 피크 정보(Peak Information)를 정확히 탐지하기 위해서는 심볼당 8192개 정도의 샘플이 필요하므로, 윈도우 클리핑(Windowed Clipping)의 PAPR 억제 성능을 향상시키기 위해서 샘플링 비율은 사용된 서브 캐리어의 개수에 따라 오르락 내리락 가변되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
On the other hand, a signal having 1320 subcarriers requires about 8192 samples per symbol in order to accurately detect peak information. Therefore, in order to improve the PAPR suppression performance of windowed clipping, Is preferably varied in ascending and descending directions depending on the number of used subcarriers.
상기 피크 억제 처리부(300)는, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 샘플 신호의 피크 파워(PPL)를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 피크 파워(PPL)에 따라 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제할 수 있다.
The peak
그리고, 상기 신호 변환부(400)는, 상기 피크 억제 처리부(300)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
The
또한, 상기 RF 처리기(500)는, 무선 전송을 위해서, 상기 신호 변환부(400)로부터의 아날로그 신호를 사전에 설정된 통신 규약에 따르는 RF 신호로 변환할 수 있다.
In addition, the
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 피크 억제 처리부의 블록도이다.2 is a block diagram of a peak suppression processing unit according to the first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 피크 억제부(300)는, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 신호 파워 계산부(310)와, 상기 신호 파워 계산부(310)에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워(PPL)를 검출하는 국부 피크 검출부(320)와, 상기 국부 피크 검출부(320)에서 검출된 상기 복수의 구간별 피크 파워(PPL) 각각에 따라 억제 팩터(Supression Factor: SF)를 결정하는 억제 팩터 결정부(330)와, 상기 억제 팩터 결정부(330)로부터의 억제 팩터(SF)에 따라 클리핑 윈도우(CW)를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우(CW)를 적용하여 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 윈도우 클리핑부(340)를 포함할 수 있다.
2, the
이 경우, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 신호 파워 계산부(310)는, 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산할 수 있다. 즉, 상기 샘플 신호에 포함되어 있는 I 신호(SI) 및 Q 신호(SQ)에 대해 하기 수학식 1과 같이 파워(PL)를 구할 수 있다.1 and 2, the signal
[수학식 1] [Equation 1]
PL = (SI)2 + (SQ)2
PL = (SI) 2 + (SQ) 2
상기 국부 피크 검출부(320)는, 상기 신호 파워 계산부(310)에서 계산된 상기 샘플 신호 각각의 파워(PL)들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워(PPL)를 검출할 수 있다. 여기서 구간이란 오직 한 개의 피크를 갖는 구간을 의미한다.
The
상기 억제 팩터 결정부(330)는, 상기 국부 피크 검출부(320)에서 검출된 구간별 피크 파워(PPL) 크기에 따라 억제 팩터(Supression Factor: SF)를 결정할 수 있다. 상기 억제 팩터는 하기 수학식 2에 따라 구할 수 있다. 여기서, 피크 파워가 크면 상기 억제 팩터도 크게 된다.The
일 예로, 상기 억제 팩터 결정부(330)는, 상기 국부 피크 검출부(320)에서 검출된 상기 피크 파워(PPL)가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워(PPL)와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터(SF)를 결정할 수 있다. 상기 억제 팩터(SF)를 적용하면 신호(Signal)가 하기 수학식 2와 같이 변환될 수 있다. For example, the
[수학식 2] &Quot; (2) "
그리고, 상기 윈도우 클리핑부(340)는, 상기 억제 팩터 결정부(330)로부터의 억제 팩터(SF)에 따라 클리핑 윈도우(CW)를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우(CW)를 적용하여 상기 가변 업/다운 샘플링부(200)로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제할 수 있다. 일 예로, 상기 클리핑 윈도우(CW)와 상기 샘플 신호를 곱하여 상기 구간별 피크 파워를 억제할 수 있다.The
이때, 상기 윈도우 클리핑부(340)는, 상기 클리핑 윈도우(CW)의 크기를, 스펙트럼(Spectrum)에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율(Bit Error Ratio)에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절할 수 있다. 여기서, 상기 샘플 신호의 두께는 평균파워에서 피크파워로 올라갔다가 다시 평균 파워로 내려올 때까지의 시간을 의미하며 이것을 시간축 상에서 그림으로 표현되는 경우에 피크신호가 얼마나 뾰족한가 혹은 얼마나 두꺼운가로 보여진다.At this time, the
예를 들어, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께가 두꺼운 경우에는 상기 클리핑 윈도우(CW)의 크기를 상기 두께의 두꺼운 정도에 따라 크게 할 수 있고, 반면에 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께가 얇은 경우에는 상기 두께의 얇은 정도에 따라 상기 클리핑 윈도우(CW)의 크기를 작게 할 수 있다.
For example, when the thickness of the corresponding sample signal having the peak is large, the size of the clipping window (CW) can be increased according to the thickness of the thickness, while the thickness of the sample signal having the peak If the thickness is thin, the size of the clipping window (CW) can be reduced according to the thickness of the thickness.
전술한 바에 따르면, 이때 윈도우의 특성상 피크를 갖는 샘플 신호가 가장 많이 줄어 들게 되고, 피크의 샘플 신호의 양측의 샘플신호가 그 다음으로 많이 줄어 들게 되며, 그 다음 양측의 샘플 신호는 그 보다 적게 줄어 들게 된다. 이와 같이 윈도우의 구간에 들어오는 모든 샘플 신호가 조금씩이라도 비례하여 줄어들어 급격한 신호의 변형을 막아주고 스펙트럼의 변형을 최소화 할 수 있다.
As described above, at this time, the sample signal having the peak is most reduced in the characteristics of the window, and the sample signals on both sides of the peak sample signal are then reduced a lot, and then the sample signals on both sides are decreased . In this manner, all the sample signals entering the window section are proportionally reduced in proportion to one another, thereby preventing the rapid signal distortion and minimizing the distortion of the spectrum.
도 3은 본 발명의 제2 일 실시 예에 따른 송신 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a transmission method according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 일 실시 예에 따른 송신 방법은, 디지털 신호를 생성하는 단계(S100)와, 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율(Sampling Rate: SR)을 가변하고, 상기 샘플링 비율(SR)에 따라 상기 신호 생성 단계(S100)로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 단계(S200)와, 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 샘플 신호의 피크 파워(PPL)를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워(PPL)에 따라 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 단계(S300)와, 상기 피크 파워 억제 단계(S300)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 3, a transmission method according to a second embodiment of the present invention includes a step S100 of generating a digital signal, a sampling rate (SR) in real time according to the size of a signal bandwidth varying in real time, (S200) of sampling the digital signal from the signal generating step (S100) according to the sampling ratio (SR), and comparing the peak power (PPL) of the sample signal from the sampling step (S200) (S300) of detecting the peak power of the corresponding sample signal in accordance with the interval peak power (PPL), and a step (S300) of suppressing the peak power by using the analog signal (S400). ≪ / RTI >
이 경우, 도 1 및 도 3을 참조하면, 먼저 도 3의 단계(S100)에서는, 도 1에 도시된 디지털 생성부(100)에 의해, 송신할 데이타를 포함하는 디지털 신호가 생성될 수 있다.
In this case, referring to FIG. 1 and FIG. 3, first, in step S100 of FIG. 3, a digital signal including data to be transmitted can be generated by the
다음, 도 3의 단계(S200)에서는, 도 1에 도시된 가변 업/다운 샘플링부(200)에 의해, 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율(Sampling Rate: SR)이 가변되고, 상기 샘플링 비율(SR)에 따라 상기 디지털 신호의 생성 단계(S100)로부터의 디지털 신호가 샘플링될 수 있다. Next, in step S200 of FIG. 3, the sampling rate (SR) is varied in real time according to the size of the signal bandwidth varying in real time by the variable up / down
이때, 상기 샘플링 단계(S200)에서는, 실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율(SR)이 실시간으로 가변될 수 있다.At this time, in the sampling step S200, a signal bandwidth which varies in real time is compared with a preset reference bandwidth, and a preset sampling ratio SR can be varied in real time according to the comparison result.
일 예로, 상기 샘플링 단계(S200)에서는, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율(SR)이 낮아질 수 있고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율(SR)이 높아질 수 있다.
For example, in the sampling step S200, if the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the sampling rate SR may be lowered according to the bandwidth, and if the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, , The sampling rate (SR) may be increased according to the size of the bandwidth.
다음, 도 3의 단계(S300)에서는, 도 1에 도시된 피크 억제 처리부(300)에 의해, 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 샘플 신호의 피크 파워(PPL)가, 피크가 존재하는 구간별로 검출될 수 있고, 상기 구간별 피크 파워(PPL)에 따라 해당 샘플 신호의 피크 파워가 억제될 수 있다.
Next, in step S300 of FIG. 3, the peak
다음, 도 3의 단계(S400)에서는, 도 1에 도시된 신호 변환부(400)에 의해, 상기 피크 파워 억제 단계(S300)로부터의 디지털 신호가 아날로그 신호로 변환될 수 있다.
Next, in step S400 of FIG. 3, the digital signal from the peak power suppressing step S300 may be converted into an analog signal by the
전술한 바와 같이, 본 발명의 샘플링 단계(S200)에서는, 실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율(Sampling Rate: SR)이 가변될 수 있는데, 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
As described above, in the sampling step (S200) of the present invention, the sampling rate (SR) can be varied in real time according to the size of the signal bandwidth varying in real time. Referring to FIGS. 4 and 5 Explain.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플링 비율의 제1 가변 순서 예시도이다.4 is a first variable sequence view of a sampling rate according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 통신 장치가, 통신 대역이 10MHz 밴드 LTE인 경우, 상기 샘플링 단계(S200)중에서, 먼저 대역폭을 비교하고(S211), 신호 대역폭이 사전에 미리 설정된 1.8MHz ~ 3.6MHz의 범위에 포함되면 샘플링 비율을 변경하지 않고(S221), 통신 대역이 1.8MHz보다 낮으면 샘플링 비율을 1/2로 줄이고(S231), 통신 대역이 3.6MHz ~ 7.2MHz의 범위에 포함되면 샘플링 비율을 2배(*2)로 높이고(S241), 통신 대역이 7.2MHz보다 높으면 샘플링 비율을 4배(*4)로 높일 수 있다(S251).Referring to FIG. 4, if the communication apparatus to which the present invention is applied is such that the communication bandwidth is 10 MHz band LTE, the bandwidth is first compared in the sampling step S200 (S211), and the signal bandwidth is pre- (S221). If the communication band is lower than 1.8 MHz, the sampling rate is reduced to 1/2 (S231), and the communication band is included in the range of 3.6 MHz to 7.2 MHz The sampling rate is increased to 2 times (2) (S241). If the communication band is higher than 7.2 MHz, the sampling rate can be increased to 4 times (4) (S251).
즉, 10MHz 대역의 LTE에서의 기본 샘플링 비율은 심볼당 1024개라고 하면, 대역폭이 1.8MHz보다 작을 때는 샘플링 비율을 1/2로 줄여 심볼당 512개로 다운 샘플링(Down Sampling) 한다. 또한 대역폭이 3.6MHz보다 크고 7.2MHz 보다 적을 때는 샘플링 비율을 2배로 높여 심볼당 2048개로 업 샘플링(Up Sampling) 하고, 대역폭이 7.2MHz보다 크다면 4배로 높여 4096개로 업 샘플링(Up Sampling) 할 수 있다. 그리고 대역폭이 1.8MHz에서 3.6MHz일 때는 1024개를 변경 없이 그대로 사용할 수 있다.
That is, assuming that the basic sampling rate in the LTE of the 10 MHz band is 1024 per symbol, when the bandwidth is smaller than 1.8 MHz, the sampling rate is reduced to 1/2 and down-sampling is performed to 512 per symbol. When the bandwidth is greater than 3.6 MHz and less than 7.2 MHz, the sampling rate is doubled to up to 2048 samples per symbol. If the bandwidth is greater than 7.2 MHz, the sampling rate can be increased to 4 times to up to 4096 samples. have. And when the bandwidth is 1.8MHz to 3.6MHz, 1024 can be used unchanged.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플링 비율의 제2 가변 순서 예시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명이 적용되는 통신 장치가, 통신 대역이 20MHz 밴드 LTE인 경우, 상기 샘플링 단계(S200)중에서, 먼저 대역폭을 비교하고(S212), 신호 대역폭이 사전에 미리 설정된 3.6MHz ~ 7.2MHz의 범위에 포함되면 샘플링 비율을 변경하지 않고(S222), 통신 대역이 1.8MHz ~ 3.6MHz의 범위에 포함되면 샘플링 비율을 1/2로 줄이고(S232), 통신 대역이 3.6MHz보다 낮으면 샘플링 비율을 1/4로 줄이고(S242), 통신 대역이 7.2MHz ~ 14.4MHz 사이의 범위에 포함되면 샘플링 비율을 2배(*2)로 높이고(S252), 통신 대역이 14.4MHz보다 높으면 샘플링 비율을 4배(*4)로 높일 수 있다(S252).FIG. 5 is a second variable sequence view of a sampling rate according to an embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 5, when the communication apparatus to which the present invention is applied is that the bandwidth is 20 MHz band LTE, the bandwidth is first compared in the sampling step S200 (S212), and the signal bandwidth is set to 3.6 MHz (S222). If the communication bandwidth is within the range of 1.8 MHz to 3.6 MHz, the sampling rate is reduced to 1/2 (S232). If the communication bandwidth is lower than 3.6 MHz The sampling rate is reduced to 1/4 (S242). If the communication bandwidth is within the range of 7.2MHz to 14.4MHz, the sampling rate is increased to 2 times (2) (S252). If the communication bandwidth is higher than 14.4MHz, The ratio can be increased to 4 times (* 4) (S252).
즉, 20MHz 대역의 LTE에서의 기본 샘플링 비율은 심볼당 2048개라고 하면, 업 링크(Uplink) 신호는 통상적으로 훨씬 적은 대역폭을 갖는다. 따라서 대역폭이 1.8MHz보다 작을 때는 샘플링 비율을 1/4로 줄여 심볼당 512개로 다운 샘플링(Down Sampling) 한다. 또한 대역폭이 1.8MHz보다 크지만 3.6MHz 보다 적을 때는 샘플링 비율을 1/2로 줄여 심볼당 1024개로 다운 샘플링(Down Sampling) 한다. 다른 한편으로는 대역폭이 7.2MHz보다 크고 14.4MHz 보다 적을 때는 샘플링 비율을 2배로 높여 심볼당 4096개로 업 샘플링하고, 대역폭이 14.4MHz보다 크다면 4배로 높여 8192개로 업 샘플링한다. 그리고 대역폭이 3.6MHz에서 7.2MHz일 때는 2048개를 변경 없이 그대로 사용할 수 있다.
That is, if the basic sampling rate in LTE in the 20 MHz band is 2048 per symbol, the uplink signal typically has much less bandwidth. Therefore, when the bandwidth is smaller than 1.8 MHz, the sampling rate is reduced to 1/4 and down-sampling is performed to 512 samples per symbol. When the bandwidth is larger than 1.8 MHz but less than 3.6 MHz, the sampling rate is reduced to 1/2 and down-sampling is performed to 1024 symbols. On the other hand, when the bandwidth is greater than 7.2 MHz and less than 14.4 MHz, the sampling rate is doubled to 4096 samples per symbol, and if the bandwidth is larger than 14.4 MHz, the sampling rate is increased to 4 times to 8192 samples. And when bandwidth is 3.6MHz to 7.2MHz, 2048 can be used unchanged.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 피크 파워 억제의 순서도이다.6 is a flowchart of peak power suppression according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 피크 파워 억제 단계(S300)는, 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 단계(S310)와, 상기 피크 파워 계산 단계(S310)에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워(PPL)를 검출하는 단계(S320)와, 상기 피크 파워 검출 단계(S320)에서 검출된 상기 복수의 구간별 상기 피크 파워(PPL) 각각에 따라 억제 팩터(Supression Factor: SF)를 결정하는 단계(S330)와, 상기 억제 팩터 결정 단계(S330)로부터의 억제 팩터(SF)에 따라 클리핑 윈도우(CW)를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우(CW)를 적용하여 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.
6, the peak power suppressing step S300 includes a step S310 of calculating the power of each of the sample signals from the sampling step S200, a step S310 of computing the power of each of the sample signals from the sampling step S200, A step S320 of detecting a peak power PPL in each of the periods in which the peak exists among the powers and a step S320 of detecting the suppression factor PPL according to each of the peak power PPL of each of the plurality of intervals detected in the peak power detection step S320. A clipping window CW is generated according to the suppression factor SF from the suppression factor determining step S330 and the clipping window CW is applied And suppressing the peak power of the corresponding sample signal from the sampling step S200 (S340).
이 경우, 도 2 및 도 6을 참조하면, 도 6의 단계(S310)에서는, 도 2에 도시된 신호 파워 계산부(310)에 의해, 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 샘플 신호 각각의 파워가 계산될 수 있다.
In this case, referring to FIG. 2 and FIG. 6, in step S310 of FIG. 6, the power of each of the sample signals from the sampling step S200 is calculated by the signal
다음, 도 6의 단계(S320)에서는, 도 2에 도시된 국부 피크 검출부(320)에 의해, 상기 피크 파워 계산 단계(S310)에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워(PPL)가 검출될 수 있다.
Next, in step S320 of FIG. 6, the local
다음, 도 6의 단계(S330)에서는, 도 2에 도시된 억제 팩터 결정부(330)에 의해, 상기 피크 파워 검출 단계(S320)에서 검출된 상기 복수의 구간별 상기 피크 파워(PPL) 각각에 따라 억제 팩터(Supression Factor: SF)가 결정될 수 있다.Next, in step S330 of FIG. 6, the suppression
보다 구체적으로는, 상기 억제 팩터 결정 단계(S330)에서는, 상기 피크 파워 검출 단계(S320)에서 검출된 상기 피크 파워(PPL)가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워(PPL)와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터(SF)가 결정될 수 있다.
More specifically, in the suppression factor determination step S330, if the peak power PPL detected in the peak power detection step S320 is greater than a preset reference power, the peak power PPL and the reference power PPL And the suppression factor SF can be determined according to the comparison result.
그리고, 도 6의 단계(S340)에서는, 도 2에 도시된 윈도우 클리핑부(400)에 의해, 상기 억제 팩터 결정 단계(S330)로부터의 억제 팩터(SF)에 따라 클리핑 윈도우(CW)가 생성될 수 있고, 상기 클리핑 윈도우(CW)가 적용되어 상기 샘플링 단계(S200)로부터의 샘플 신호의 피크 파워가 억제될 수 있다. In step S340 of FIG. 6, the
일 예로, 상기 클리핑 윈도우 적용 단계(S340)에서는, 상기 클리핑 윈도우(CW)의 크기가, 스펙트럼(Spectrum)에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율(Bit Error Ratio)에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절될 수 있다.
For example, in the step of applying the clipping window (S340), the size of the clipping window (CW) may be adjusted so as to minimize distortion in a spectrum and to minimize performance degradation in a bit error ratio , And the thickness of the corresponding sample signal having the peak.
전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신 방법은, 상기 신호 변환 단계(S400)로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.The transmission method according to the second embodiment of the present invention may include a step S500 of converting an analog signal from the signal conversion step S400 into an RF signal.
이 경우, 도 6의 단계(S500)에서는, 상기 신호 변환 단계(S400)로부터의 아날로그 신호가 사전에 설정된 통신규약에 따르는 RF 신호로 변환될 수 있다.
In this case, in step S500 of FIG. 6, the analog signal from the signal conversion step S400 may be converted into an RF signal conforming to a predetermined communication protocol.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 클리핑의 설명 그래프이다.7 is a descriptive graph of window clipping according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 클리핑 윈도우 적용 단계(S340)에서, 윈도우 클리핑(Windowed Clipping)을 적용하면, 피크를 갖는 샘플 신호(G1)를 부드럽게 억제하여 원하는 신호(G2)가 되도록 할 수 있다. 여기서, 클리핑 윈도우(GCW)에서의 윈도우의 크기는 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율(BER)에서의 성능 저하를 최소화하도록 피크를 갖는 샘플 신호의 두께에 따라서 조절될 수 있다. Referring to FIG. 7, in the clipping window application step (S340), when window clipping is applied, the sample signal G1 having a peak can be smoothly suppressed to be a desired signal G2. Here, the size of the window in the clipping window (GCW) can be adjusted according to the thickness of the sample signal having a peak to minimize distortion in the spectrum and minimize degradation in bit error rate (BER).
또한, PAPR 억제 성능은 피크 파워(Peak Amplitude) 정보와 피크 위치(Peak position) 정보에 의하여 좌우되는데, 피크 파워(Peak Amplitude)와 원하는 기준 파워(Amplitude)의 차이 값에 의해 계산되기 때문에 피크 파워(Peak Amplitude) 정보에 따라서 좌우될 수 있다. 또한 PAPR 억제 성능은 피크 위치 정보에 따라서 좌우될 수 있으며, 이는 정확한 피크 정보가 신호왜곡을 최소화하기 때문이다.
The PAPR suppression performance depends on the peak power information and the peak position information. Since the peak power is calculated by the difference between the peak power and the desired reference power, Peak Amplitude) information. Also, the PAPR suppression performance may depend on the peak position information, since accurate peak information minimizes signal distortion.
도 8은 서로 다른 대역폭의 신호에 대한 고정 샘플링 비율의 설명 그래프이다. 도 8을 참조하면, 도 8에서의 G1은 10MHz 대역의 LTE에서의 업 링크 채널(Uplink Channel)에서 120개의 서브 캐리어를 갖는 작은 대역폭을 갖는 두꺼운 피크 신호에 대한 예이고, G2는 10MHz 대역의 LTE에서의 업 링크 채널(Uplink Channel)에서 600개의 서브 캐리어를 갖는 최대의 대역폭을 갖는 얇은 피크 신호에 대한 예이다. 8 is a graph illustrating a fixed sampling rate for signals of different bandwidths. Referring to FIG. 8, G1 in FIG. 8 is an example of a thick peak signal having a small bandwidth having 120 subcarriers in an uplink channel in an LTE of 10 MHz band, G2 is an example of an LTE Is an example of a thin peak signal with a maximum bandwidth of 600 subcarriers in the uplink channel at < RTI ID = 0.0 >
도 8에서, G2와 같은 경우에 샘플링 비율이 충분히 높지 않을 때는 정확한 피크 파워와 위치 정보가 정확히 측정될 수 없다.
In FIG. 8, when the sampling rate is not sufficiently high in the case of G2, the accurate peak power and position information can not be accurately measured.
도 9는 대역폭이 클때의 PAPR, 샘플링 비율 증가의 효과를 보이는 그래프이다. 9 is a graph showing the effect of increasing the PAPR and the sampling rate when the bandwidth is large.
도 9를 참조하면, 4QAM, 16QAM 및 64QAM이 적용된 송신 장치에서, 샘플 신호별 오리지날 PAPR은 G11, G21 및 G31에 보인 바와 같다. Referring to FIG. 9, in a transmission apparatus to which 4QAM, 16QAM and 64QAM are applied, the original PAPR for each sample signal is as shown in G11, G21 and G31.
도 9에서, PAPR 억제 성능은 샘플 신호의 대역폭이 클 때 (여기서는 600일 때), 도 9에서 G12, G22 및 G32와 같이 PAPR이 저하될 수 있다. 그러나 도 9의 G13, G23 및 G33과 같이 샘플링 비율이 4배로 증가하여 충분해지면 PAPR가 다시 정상화될 수 있음을 보이고 있다.
In Fig. 9, the PAPR suppression performance can be degraded when the bandwidth of the sample signal is large (600 at this time), as shown in G12, G22 and G32 in Fig. However, as shown in G13, G23, and G33 in FIG. 9, it is shown that the PAPR can be normalized again when the sampling ratio increases by a factor of four.
도 10은 대역폭이 작을 때 큰 샘플링 비율의 피크 억제 효과 설명도이다.10 is an explanatory diagram of a peak suppression effect of a large sampling rate when the bandwidth is small.
도 10을 참조하면, 신호 대역폭이 작을 때 샘플링 비율이 너무 크다면 연산의 복잡성이 필요 이상으로 크게 되는 단점이 있다. Referring to FIG. 10, if the sampling rate is too large when the signal bandwidth is small, there is a disadvantage that the complexity of the operation becomes larger than necessary.
일 예로 심한 경우에는 도 10에 보인 바와 같이, 샘플링 신호의 그래프(G1) 및 클리핑 윈도우의 그래프(GCW)를 보면, 샘플 신호의 두께에 비해 윈도우의 크기가 비교적 너무 작은 경우에는 PAPR억제 성능이 감소될 수 있음을 보이고 있다. In a severe case, as shown in FIG. 10, the graph G1 of the sampling signal and the graph GCW of the clipping window show that when the size of the window is relatively small compared to the thickness of the sample signal, the PAPR suppression performance decreases .
즉, 샘플 신호의 피크 중심으로부터 윈도우 클리핑이 시작되므로 도 10에 도시한 바와 같이, 샘플 신호의 일부 성분(G2)은 억제될 수 있으나, 샘플 신호의 좌측 피크 성분은 제대로 억제되지 않을 수 있다.That is, since window clipping starts from the peak center of the sample signal, as shown in FIG. 10, some component G2 of the sample signal can be suppressed, but the left peak component of the sample signal may not be suppressed properly.
100: 신호 생성부
200: 가변 업/다운 샘플링부
300: 피크 억제 처리부
310: 신호 파워 계산부
320: 국부 피크 검출부
330: 억제 팩터 결정부
340: 윈도우 클리핑부
400: 신호 변환부
500: RF 처리기100:
200: variable up / down sampling unit
300: peak suppression processing section
310: signal power calculation unit
320: Local peak detector
330: Suppression factor determination unit
340: window clipping section
400: Signal conversion unit
500: RF processor
Claims (19)
실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성부로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부;
상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부; 및
상기 피크 억제 처리부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부; 를 포함하고,
상기 피크 억제 처리부는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 베이스 밴드 처리기.
A signal generator for generating a digital signal;
A variable up / down sampling unit for varying a sampling rate in real time according to a size of a signal bandwidth varying in real time and sampling a digital signal from the signal generating unit according to the sampling rate;
A peak detector for detecting the peak power of the sample signal from the variable up / down sampling unit for each section in which the peak exists, and for suppressing the peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the section peak power, Suppression processing unit; And
A signal conversion unit for converting a digital signal from the peak suppression processing unit into an analog signal; Lt; / RTI >
Wherein the peak suppression processing unit suppresses a corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor.
실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율을 실시간으로 가변하는 베이스 밴드 처리기.
The apparatus of claim 1, wherein the variable up /
A baseband processor for comparing a signal bandwidth varying in real time with a preset reference bandwidth and varying a preset sampling rate in real time according to the comparison result.
상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 낮추고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 높이는 베이스 밴드 처리기.
3. The apparatus of claim 2, wherein the variable up /
Wherein when the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the sampling rate is lowered according to the signal bandwidth, and when the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, the sampling rate is increased according to the signal bandwidth. Band processor.
상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 신호 파워 계산부;
상기 신호 파워 계산부에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워를 검출하는 국부 피크 검출부;
상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 구간별 피크 파워에 따라 억제 팩터를 결정하는 억제 팩터 결정부;
상기 억제 팩터 결정부로부터의 억제 팩터에 따라 클리핑 윈도우를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우를 적용하여 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 윈도우 클리핑부
를 포함하는 베이스 밴드 처리기.
The apparatus according to claim 1 or 3,
A signal power calculation unit for calculating a power of each of the sample signals from the variable up / down sampling unit;
A local peak detector for detecting a peak power for each of the peaks among the powers calculated by the signal power calculator;
A suppression factor determiner for determining an inhibition factor according to the peak power per section detected by the local peak detector;
A window clipping unit for generating a clipping window in accordance with the suppression factor from the suppression factor determiner and for suppressing the peak power of the corresponding sample signal from the variable up /
/ RTI >
상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 피크 파워가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터를 결정하는 베이스 밴드 처리기.
5. The apparatus according to claim 4,
And comparing the peak power with a reference power if the peak power detected by the local peak detector is greater than a predetermined reference power, and determining a suppression factor according to the comparison result.
상기 클리핑 윈도우의 크기를, 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절하는 베이스 밴드 처리기.
6. The apparatus of claim 5, wherein the variable up /
And adjusts the size of the clipping window according to the thickness of the corresponding sample signal having the peak so as to minimize distortion in the spectrum and to minimize degradation in bit error rate.
실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성부로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 가변 업/다운 샘플링부;
상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 피크 억제 처리부;
상기 피크 억제 처리부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환부; 및
상기 신호 변환부로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하는 RF 처리기; 를 포함하고,
상기 피크 억제 처리부는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 송신 장치.
A signal generator for generating a digital signal;
A variable up / down sampling unit for varying a sampling rate in real time according to a size of a signal bandwidth varying in real time and sampling a digital signal from the signal generating unit according to the sampling rate;
A peak detector for detecting the peak power of the sample signal from the variable up / down sampling unit for each section in which the peak exists, and for suppressing the peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the section peak power, Suppression processing unit;
A signal conversion unit for converting a digital signal from the peak suppression processing unit into an analog signal; And
An RF processor for converting an analog signal from the signal converting unit into an RF signal; Lt; / RTI >
Wherein the peak suppression processing section suppresses a corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor.
실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율을 실시간으로 가변하는 송신 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the variable up /
A signal bandwidth that varies in real time is compared with a reference band width set in advance and the sampling rate set in advance is changed in real time according to the comparison result.
상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 낮추고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 높이는 송신 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the variable up /
When the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the sampling rate is lowered according to the signal bandwidth, and when the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, Device.
상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 신호 파워 계산부;
상기 신호 파워 계산부에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워를 검출하는 국부 피크 검출부;
상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 구간별 피크 파워에 따라 억제 팩터를 결정하는 억제 팩터 결정부;
상기 억제 팩터 결정부로부터의 억제 팩터에 따라 클리핑 윈도우를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우를 적용하여 상기 가변 업/다운 샘플링부로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 윈도우 클리핑부
를 포함하는 송신 장치.
8. The apparatus according to claim 7,
A signal power calculation unit for calculating a power of each of the sample signals from the variable up / down sampling unit;
A local peak detector for detecting a peak power for each of the peaks among the powers calculated by the signal power calculator;
A suppression factor determiner for determining an inhibition factor according to the peak power per section detected by the local peak detector;
A window clipping unit for generating a clipping window in accordance with the suppression factor from the suppression factor determiner and for suppressing the peak power of the corresponding sample signal from the variable up /
.
상기 국부 피크 검출부에서 검출된 상기 피크 파워가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터를 결정하는 송신 장치.
11. The apparatus of claim 10,
And comparing the peak power with a reference power if the peak power detected by the local peak detecting unit is greater than a predetermined reference power, and determining the suppression factor according to the comparison result.
상기 클리핑 윈도우의 크기를, 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절하는 송신 장치.
12. The apparatus of claim 11, wherein the variable up /
And adjusts the size of the clipping window according to the thickness of the corresponding sample signal having the peak so as to minimize distortion in the spectrum and to minimize degradation in bit error rate.
실시간으로 변하는 신호 대역폭의 크기에 따라 실시간으로 샘플링 비율을 가변하고, 상기 샘플링 비율에 따라 상기 신호 생성 단계로부터의 디지털 신호를 샘플링하는 단계;
상기 샘플링 단계로부터의 샘플 신호의 피크 파워를, 피크가 존재하는 구간별로 검출하고, 상기 구간별 피크 파워에 따라 결정되는 억제 팩터를 이용하여 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 단계; 및
상기 피크 파워 억제 단계로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 를 포함하고,
상기 피크 파워를 억제하는 단계는, 상기 억제 팩터에 따라 생성되는 클리핑 윈도우를 통해 상기 샘플 신호의 해당 피크 파워를 억제하는 송신 방법.
Generating a digital signal;
Sampling the digital signal from the signal generation step according to the sampling rate, varying the sampling rate in real time according to the size of the signal bandwidth varying in real time;
Detecting a peak power of a sample signal from the sampling step in each section in which a peak exists and suppressing a corresponding peak power of the sample signal using an inhibition factor determined according to the peak power per section; And
Converting the digital signal from the peak power suppressing step into an analog signal; Lt; / RTI >
Wherein the step of suppressing the peak power suppresses a corresponding peak power of the sample signal through a clipping window generated according to the suppression factor.
실시간으로 변하는 신호 대역폭과 사전에 설정된 기준 밴드폭을 비교하여 그 비교결과에 따라 사전에 설정된 샘플링 비율을 실시간으로 가변하는 송신 방법.
14. The method of claim 13,
A transmission method for comparing a signal bandwidth varying in real time with a preset reference bandwidth and varying a preset sampling rate in real time according to the comparison result.
상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 작을 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 낮추고, 상기 신호 대역폭이 기준 밴드폭보다 클 경우에는, 상기 신호 대역폭의 크기에 따라 상기 샘플링 비율을 높이는 송신 방법.
15. The method of claim 14,
When the signal bandwidth is smaller than the reference bandwidth, the sampling rate is lowered according to the signal bandwidth, and when the signal bandwidth is larger than the reference bandwidth, Way.
상기 샘플링 단계로부터의 샘플 신호 각각의 파워를 계산하는 단계;
상기 피크 파워 계산 단계에서 계산된 상기 파워들중에서 피크가 존재하는 구간별로 피크 파워를 검출하는 단계;
상기 피크 파워 검출 단계에서 검출된 상기 구간별 피크 파워에 따라 억제 팩터를 결정하는 단계;
상기 억제 팩터 결정 단계로부터의 억제 팩터에 따라 클리핑 윈도우를 생성하고, 상기 클리핑 윈도우를 적용하여 상기 샘플링 단계로부터의 해당 샘플 신호의 피크 파워를 억제하는 단계
를 포함하는 송신 방법.
14. The method of claim 13,
Calculating power of each of the sample signals from the sampling step;
Detecting peak power for each of the peaks among the powers calculated in the peak power calculation step;
Determining a suppression factor according to the peak power detected in the peak power detection step;
Generating a clipping window in accordance with the suppression factor from the suppression factor determination step and applying the clipping window to suppress the peak power of the sample signal from the sampling step
.
상기 피크 파워 검출 단계에서 검출된 상기 피크 파워가 사전에 설정된 기준 파워보다 크면, 상기 피크 파워와 기준 파워를 비교하여 그 비교결과에 따라 억제 팩터를 결정하는 송신 방법.
17. The method of claim 16,
And comparing the peak power with a reference power if the peak power detected in the peak power detection step is greater than a preset reference power, and determining a suppression factor according to a result of the comparison.
상기 클리핑 윈도우의 크기를, 스펙트럼에서의 왜곡을 최소화하고 비트 에러 율에서의 성능 저하를 최소화할 수 있도록, 상기 피크를 갖는 해당 샘플 신호의 두께에 따라 조절하는 송신 방법.
18. The method of claim 17, wherein applying the clipping window comprises:
Wherein the size of the clipping window is adjusted according to the thickness of the corresponding sample signal having the peak so as to minimize distortion in the spectrum and minimize degradation in bit error rate.
상기 신호 변환 단계로부터의 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 송신 방법.14. The method of claim 13,
And converting the analog signal from the signal conversion step into an RF signal.
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